연락이 끊겼습니다: 'Chasing New Horizons' 책 발췌문

Alan Stern과 David Grinspoon의 'Chasing New Horizons'(Picador, 2018). (이미지 크레디트: Picador)



Alan Stern은 NASA의 명왕성계와 카이퍼 벨트 탐사를 이끄는 New Horizons 임무의 수석 연구원입니다. 행성 과학자, 우주 프로그램 책임자, 항공우주 컨설턴트 및 저자인 그는 24개 이상의 과학 우주 임무에 참여했으며 미국 우주 탐사의 여러 측면에서 최고 수준으로 참여했습니다.



앨런 스턴(Alan Stern)과 데이비드 그린스푼(David Grinspoon),

Alan Stern과 David Grinspoon, 'Chasing New Horizons'(Picador, 2018)의 저자.(이미지 크레디트: Henry Throop)



David Grinspoon은 우주생물학자이자 수상 경력에 빛나는 과학 커뮤니케이터이자 수상 경력에 빛나는 작가입니다. 2013년에 그는 의회 도서관의 초대 우주생물학 의장으로 임명되었습니다. 그는 우주 탐사 전략에 관해 NASA의 자문위원으로 자주 활동하고 있으며 여러 행성간 우주선 임무를 수행하는 과학 팀에 속해 있습니다.

아래는 '에서 발췌 새로운 지평을 쫓다 '(Picador, 2018), 발사 전후에 NASA의 New Horizons 임무가 명왕성에 직면한 많은 장애물을 추적하는 Stern과 Grinspoon이 공동 저술한 새 책입니다.[ 여기에서 새 책에 대한 Stern과의 Q&A 읽기 ]

소개: 잠금 해제

2015년 7월 4일 토요일 오후, NASA의 뉴 호라이즌 명왕성 미션 리더인 앨런 스턴(Alan Stern)은 프로젝트 미션 컨트롤 센터(Mission Control Center) 근처의 사무실에서 일을 하고 있을 때 휴대 전화가 울렸습니다. 그는 광복절 연휴를 알고 있었지만 날짜가 '명왕성 비행에서 10일을 뺀 날'이라는 사실에 훨씬 더 집중했다. 14년 동안 그의 경력의 중심 초점이었던 우주선 임무인 New Horizons는 이제까지 탐사된 가장 먼 행성과의 조우를 목표로 한 지 불과 10일밖에 남지 않았습니다.



벨이 울리는 전화를 바라보던 Alan은 전화를 건 사람이 New Horizons의 오랜 프로젝트 관리자인 Glen Fountain이라는 사실에 놀랐습니다. 그는 Glen이 다가오는 비행의 마지막 총력전을 앞두고 휴가를 위해 가까운 집에서 휴가를 내고 있다는 것을 알았기 때문에 오한을 느꼈습니다. 글렌이 왜 지금 전화를 했을까요?그날 오후에 일에 몰두한 앨런은 비행 준비에 바빴습니다. 그는 임무의 마지막 접근 단계에서 약간의 수면으로 작업하는 데 익숙했지만 그날 그는 한밤중에 일어나서 중요하고 방대한 세트를 업로드하기 위해 MOC(Mission Operations Center)에 갔다. 다가오는 근접 비행을 통해 우주선을 안내하는 컴퓨터 지침. 그 '지령 부하'는 거의 10년에 걸친 작업을 의미했으며, 그날 아침에는 뉴 호라이즌스에 도달하기 위해 광속으로 돌진하고 명왕성에 접근하기 위해 무선 전송으로 전송되었습니다.

앨런은 전화를 받았다. '글렌, 무슨 일이야?' '우주선과의 연락이 두절되었습니다.'

Alan은 'MOC에서 뵙겠습니다. 5분 후에 보자.' Alan은 전화를 끊고 몇 초 동안 책상에 앉았다.



믿을 수 없다는 듯 고개를 저었다. 지구와의 의도하지 않은 접촉 손실은 우주선에서 발생해서는 안 됩니다. 지구에서 명왕성까지 9년 동안의 전체 비행 동안 뉴 호라이즌스에서는 그런 일이 일어난 적이 없었습니다. 명왕성에서 불과 10일 밖에 남지 않은 지금, 어떻게 이런 일이 일어날 수 있습니까?

그는 물건을 들고 다음 회의 장소로 향하는 회의장에 머리를 찔러넣고는 '우주선과의 연락이 끊겼습니다'라고 말했습니다. 그러자 동료들이 어리둥절한 표정으로 그를 쳐다보았다. '저는 MOC로 향하고 있는데 언제 돌아올지 모릅니다. 아마 오늘은 아닐 것입니다.' 그는 메릴랜드 여름 더위 속으로 차를 몰고 걸어가서 뉴 호라이즌스가 운영되는 메릴랜드 주 로렐에 있는 응용 물리학 연구소 캠퍼스를 가로질러 0.5마일을 운전했습니다.

그 운전은 아마도 Alan의 인생에서 가장 긴 몇 분이었을 것입니다. 그는 비상 사태를 처리하는 팀에 대해 높은 자신감을 갖고 있었습니다. 팀은 비상 시나리오를 너무 많이 리허설했기 때문에 이를 처리할 수 있는 팀이 있다면 New Horizons가 될 것입니다. 하지만 그럼에도 불구하고 그는 최악의 상황을 상상하는 것을 막을 수 없었다.

특히 그는 NASA의 불운한 화성 관측기를 떠올리지 않을 수 없었다. 1992년에 발사된 그 우주선도 화성에 도달하기 불과 3일 전에 침묵을 지켰습니다. 통신을 다시 설정하려는 모든 시도가 실패했습니다. NASA는 나중에 Mars Observer가 우주선의 치명적인 손실로 이어지는 연료 탱크의 파열을 경험했다고 결정했습니다. 다시 말해 폭발했다.

Alan은 '만약 우리가 우주선을 잃어버리면 이 14년 동안의 전체 프로젝트와 2,500명이 넘는 사람들의 작업이 실패했을 것입니다. 우리는 명왕성에 대해 많은 것을 배우지 못했을 것이며, New Horizons는 무너진 꿈과 실패의 상징이 될 것입니다.' [ 뉴 호라이즌스의 에픽 2차 비행이 1년도 채 남지 않았습니다 ]

Alan은 MOC가 있는 대부분의 창문이 없는 큰 사무실 건물에 도착하자마자 주차를 하고 어두운 생각을 머릿속에서 몰아내고 일하러 들어갔습니다. MOC는 아폴로 13호나 다른 우주 영화에서와 같이 우주선 제어 센터의 모습과 매우 흡사합니다.

아홉 번째 행성을 향한 9년의 긴 여행 동안, New Horizons에 대한 무선 링크는 팀이 우주선과 접촉 및 제어하고 우주선 상태와 관측 데이터를 수신할 수 있게 해주는 생명선이었습니다. 뉴 호라이즌스가 태양계의 바깥까지 계속 가면서 통신 시간 지연이 증가했고 링크는 빛의 속도로 이동하는 무선 신호 왕복 9시간으로 길어졌습니다.

연락을 유지하기 위해 New Horizons는 모든 장거리 우주선과 마찬가지로 거의 알려지지 않고 알려지지 않은 행성 탐사의 경이로움인 NASA의 Deep Space Network에 의존합니다. 캘리포니아 골드스톤에 있는 이 거대한 라디오-접시 콤플렉스 트리오. 마드리드, 스페인; 호주 캔버라와 호주 캔버라는 지구가 24시간마다 자전축을 중심으로 회전함에 따라 서로 간의 통신 업무를 원활하게 전달합니다. 3개의 스테이션은 전 세계에 퍼져 있어 물체가 깊은 우주의 어디에 있든 최소한 하나의 안테나 콤플렉스가 항상 그 방향을 가리킬 수 있습니다.

그러나 이제 ... DSN은 가장 소중한 자산 중 하나인 New Horizons와 연락이 두절되었습니다.

Alan은 건물 보안을 통과하는 도중에 자신의 배지를 스캔하고 MOC에 도착했습니다. 내부에서 그는 즉시 임무의 냉철하고 유능한 14년 베테랑 임무 운영 관리자인 Alice Bowman을 찾았습니다(따라서 그녀의 별명: 'MOM'). Alice는 우주선과 통신을 유지하고 우주선을 제어하는 ​​Mission Control 팀을 이끌었습니다. Alice는 'OUT OF LOCK'이라는 불길한 메시지가 표시된 컴퓨터 화면 앞에서 소수의 엔지니어 및 임무 운영 전문가 그룹과 옹기종기 모여 있었습니다.

그들의 침착한 태도는 안심이 되었지만, Alan은 그들이 당면한 위험을 고려할 때 꽤 여유로워 보였다는 사실을 깨달았습니다. 사실, 그는 질문으로 그들을 조사하면서 그들이 이미 무슨 일이 있었는지에 대한 작업 가설을 개발하고 있다는 것을 알게 되었습니다.

신호 손실이 발생했을 때 그들은 우주선이 한 번에 여러 작업을 수행하도록 프로그래밍되어 있다는 사실을 알고 있었습니다. 주 컴퓨터에서 스트레스가 많은 상태였습니다. 아마도 그들은 그 컴퓨터가 과부하 상태가 되었다고 추측했을 것입니다. 시뮬레이션에서 MOC의 우주선 임무 시뮬레이터에 있는 동일한 컴퓨터에서는 이와 동일한 작업 세트가 문제가 되지 않았습니다. 그러나 우주선에 실린 무언가가 시뮬레이션에서와 정확히 동일하지 않았을 수 있습니다. [ 이것은 지금까지 찍은 것 중 가장 이 세상에서 가장 특이한 사진입니다. — 말 그대로 ]

온보드 컴퓨터가 작업으로 인해 압도당했다면 스스로 재부팅하기로 결정할 수 있다고 그들은 추측했습니다. 또는 문제를 감지하고 자체적으로 전원을 껐다가 자동으로 권한을 New Horizons에 있는 백업 주 컴퓨터로 전환했을 수 있습니다.

이러한 대안 중 하나는 좋은 소식이 될 것입니다. 즉, 우주선이 아직 살아 있고 문제를 해결할 수 있다는 의미입니다. 어느 시나리오에서든 New Horizons는 이미 깨어나 집에 무선으로 상태를 알려주는 신호를 보냈을 것입니다. 따라서 두 시나리오 중 하나가 맞다면 우주선이 초기 복구 단계를 자동으로 완료한 후 약 1시간에서 1시간 30분 이내에 '새'의 소리를 들을 수 있습니다. Alice와 그녀의 팀은 이러한 컴퓨터 문제 중 하나가 설명이라고 확신하는 것처럼 보였고 수년 동안 New Horizons를 비행한 후 Alan은 의심의 여지가 있는 이점을 제공하는 경향이 있었습니다. 그러나 아무 소리도 들리지 않았다면(그 한 시간 반이 신호 없이 지나갔다면) 무슨 일이 일어났는지에 대한 좋은 가설이 없었고 우주선도 영원히 없었을 가능성이 큽니다.

전개되는 비상 사태를 해결하기 위해 더 많은 임무 직원이 도착하기 시작하자 Alan은 Bowman의 New Horizons 임무 제어실이 내다보이는 어항 유리 회의실인 Situation Room에 매장을 마련했습니다. 글렌 분수도 도착했습니다. 곧 이 문제로부터의 회복이 관련되고 팀원들이 장기간 정착할 수 있다는 것이 분명해졌습니다. 문제를 해결하고 임박한 플라이바이를 다시 정상 궤도에 올리기 위해 며칠 동안 하룻밤을 지내야 했습니다.

이것이 궤도선이거나 외계 표면에서 안전하게 로버라면 팀은 시간을 내어 문제를 분석하고, 권장 사항을 제시하고, 다른 조치를 시도할 수 있습니다. 그러나 New Horizons는 비행 임무였습니다. 우주선은 하루에 750,000마일 이상, 즉 시속 31,000마일이 넘는 속도로 명왕성을 향해 돌진하고 있었습니다. 작동 순서로 돌아가든 말든, 그것은 7월 14일에 행성을 날아가서 다시는 돌아오지 않을 것입니다. 문제를 해결하는 동안 New Horizons는 멈추지 않았습니다. Pluto에서 상품을 받을 수 있는 기회는 단 한 번뿐이었습니다. New Horizons는 백업도, 두 번째 기회도, Pluto와의 날짜를 연기할 방법도 없었습니다.

제1차 세계대전에서 전쟁을 '공포의 순간이 뒤따르는 지루한 달'이라고 묘사한 구절이 있습니다. 장거리 우주선 임무에도 동일하게 적용됩니다. 그리고 그들이 New Horizons에서 돌아올 희망 신호를 기다리는 것은 길고 솔직히 두려운 시간이었습니다.

그런 다음 구호: 우주선 신호가 끊긴 지 1시간 16분 후인 오후 3시 11분에 신호가 반환되었고 임무 제어 컴퓨터 화면에 '잠김'이라는 새 메시지가 나타납니다.

앨런은 심호흡을 했다. 엔지니어가 공식화한 가설은 정확해야 합니다. 우주선이 그들에게 다시 말을 걸고 있었다. 그들이 게임으로 돌아왔습니다!

게임으로 돌아와서 그렇습니다. 그러나 그들은 여전히 ​​숲에서 나오지 않았습니다. 우주선을 비행 일정대로 되돌리려면 엄청난 작업이 필요했습니다. 먼저 그들은 '안전 모드'에서 벗어나야 했습니다. 우주선이 문제를 감지할 때 들어가는 상태인 모든 중요하지 않은 시스템은 차단됩니다. 그러나 비행거리를 복원하기 위해 해야 할 일이 그것보다 훨씬 더 많았습니다. 다가오는 명왕성 탐사를 지원하기 위해 12월부터 세심하게 업로드된 모든 컴퓨터 파일은 플라이바이 작업이 시작되기 전에 우주선에 다시 로드되어야 합니다. 이것은 정상적인 상황에서 몇 주간의 작업이 될 것입니다. 그러나 그들은 몇 주가 없었고 New Horizons가 명왕성에 도달하기까지 10일의 시간이 있었고 가장 가치 있는 모든 과학적 관찰이 이루어질 때 가장 가까운 접근을 위해 중요한 데이터를 취하는 시작까지 단 3일 만이었습니다. [ 목적지 명왕성: 사진으로 보는 NASA의 뉴 호라이즌 미션 ]

Bowman과 그녀의 팀은 즉시 작업에 착수했고 그 작업은 벅찬 일이었습니다. 우주선을 안전 모드에서 해제한 후에는 백업에서 주 컴퓨터로 전환하도록 명령해야 합니다. 이전에는 한 번도 하지 않았던 작업을 수행한 다음 모든 파일을 재구성하고 재전송해야 했습니다. 비행 중 작전을 오케스트레이션합니다. 그리고 이 모든 것이 우주선으로 보내져 제대로 작동하는지 확인하기 전에 미션 시뮬레이터에서 테스트해야 했습니다. 그리고 완벽해야 했습니다. 중요한 파일을 한 개라도 놓치거나 잘못된 버전을 사용하는 경우 수년 동안 계획했던 많은 정보가 손실될 수 있습니다.

시계는 똑딱거리고 있었다. 근접 비행에 대한 최초의 과학 관측(임무의 핵심에서 가장 중요한 관측)은 명왕성에서 불과 6.4일 후인 화요일에 이루어집니다. 그 6.4일은 명왕성의 축을 한 바퀴 도는 하루의 길이로 설정되었으며, 이는 화요일이 그들이 비행하기 전에 행성의 큰 부분을 볼 수 있는 마지막 시간임을 의미합니다. 그때까지 상황이 제대로 돌아가지 않으면 New Horizons가 매핑을 놓칠 수 있는 행성의 전체 영역이 영원히 있을 것입니다.

그때까지 우주선을 타임라인으로 되돌릴 수 있을까요? Alice와 그녀의 팀은 새로운 문제가 발생하지 않았거나 그들이 시작하는 잠 못 이루는 회복 노력 중에 저지를 수 있는 실수로 인해 생성되지 않았다고 가정하고 계획을 세우고 그것을 해낼 수 있을 것이라고 생각했습니다.

효과가 있을까요? 아니면 실패할까요? Alan이 그날 오후에 말했듯이, 만일 당신이 선교팀에 있었고 이 일이 일어나기 전에 종교적이지 않았다면, 당신은 아마도 이 시점에서 종교적이게 된 것입니다. 시간이 말해줄 것이고 우리도 그렇게 될 것입니다. 그러나 먼저 New Horizons의 이야기와 그것이 어떻게 이 지경에 이르게 되었는지 이야기해 보겠습니다.

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